[发明专利]冷却可旋转构件的气体压缩机和方法

说明书

冷却封闭在壳体中的可旋转构件，尤其是形成为燃气涡轮一部分的气体压缩机的转子，的设备和方法。气体压缩机包括：转子(234)；多个压缩级，所述多个压缩级沿着所述转子从入口级延伸到出口级，所述入口级被构造成用以接纳较低压力的气体流，所述出口级被构造成用以排出较高压力的气体流；壳体，所述壳体至少部分地围绕所述多个级；以及导管(284，310)，所述导管从所述壳体沿径向向内延伸到所述转子附近的区域。

背景技术

本发明整体涉及涡轮发动机，更具体地，本发明涉及减缓涡轮风扇发动机的热转子弯曲的形成的系统和方法。

已知的涡轮风扇发动机经历若干不同的操作阶段，包括但不限于启动、暖机、稳定状态、停机和冷却。根据附接有涡轮风扇发动机的飞行器的使用，涡轮风扇发动机可能一天循环经过不同的操作阶段若干次。例如，当乘客从飞行器下来时，为了安全的目的，商业客用飞行器在航班之间通常关闭其发动机。因此，残留的热保留在飞行器的发动机中，这可能导致被称为热转子弯曲的现象。热转子弯曲通常由涡轮风扇发动机的旋转部件(例如旋转驱动轴)中的变形来限定。由于发动机启动期间涡轮风扇发动机的旋转部件和静止部件之间的刮擦和/或接触相关的损坏，涡轮风扇发动机的旋转部件中的变形可能导致性能下降，由此降低涡轮风扇发动机的使用寿命。

在发动机停机之后和允许发动机完全冷却之前，热转子弯曲尤其突出。此外，许多已知的涡轮风扇发动机在启动期间不能够自然地减缓热转子弯曲，原因在于现代商业涡轮风扇的设计倾向于具有较高的旁通比和较大的长度-直径比。更具体地，增加涡轮风扇发动机的长度-直径比便于将旋转组件的谐振频率减小到可能低于发动机的怠速。在存在热转子弯曲的情况下，这将在发动机启动期间产生振动响应。除了对发动机部件的物理损伤之外，这样的振动响应可能导致不期望的飞行器水平效应。一种减缓热转子弯曲的已知方法是以启动器马达来驱动涡轮风扇发动机，以便在燃料引入和后续前进到怠速之前减小转子弯曲的烈度。然而，在启动期间监测具有启动马达的涡轮风扇发动机可能是耗时的且麻烦的过程。另一个已知的减少热转子弯曲的方法是将冷却流体引入到一个压缩机排出端口中，以置换发动机内的热空气。然而，引入到压缩机排出端口中的冷却流体通常没有被引导到燃气涡轮发动机中能够便于减缓热转子弯曲的正确的位置。

发明内容

在一个方面中，气体压缩机包括：转子；多个压缩级，所述多个压缩级沿着所述转子从入口级延伸到出口级，所述入口级被构造成用以接纳较低压力的气体流，所述出口级被构造成用以排出较高压力的气体流；壳体，所述壳体至少部分地围绕所述多个级；以及导管，所述导管从所述壳体沿径向向内延伸到所述转子附近的区域。

在另一个方面中，燃气涡轮发动机包括芯部发动机，所述芯部发动机包括多级压缩机，所述多级压缩机包括多个压缩级，所述多个压缩级沿着所述多级压缩机的转子从入口级延伸到出口级，所述入口级被构造成用以接纳较低压力的气体流，所述出口级被构造成用以排出较高压力的气体流。燃气涡轮发动机还包括：壳体，所述壳体至少部分地围绕所述多个级；以及导管，所述导管从所述壳体沿径向向内延伸到所述转子附近的区域。

在又一个方面中，一种冷却封闭在壳体中的可旋转构件的方法，其中所述可旋转构件包括沿着旋转轴线对准的转子，所述方法包括：形成穿过所述壳体的孔口；将导管联接到所述壳体的径向内表面，所述导管与所述孔口对准并且延伸到所述转子附近；以及将配合件联接到所述壳体的外表面，所述配合件与所述孔口和所述导管对准。

附图说明

当参考附图阅读以下的详细说明时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1为飞行器的透视图。

图2为图1所示的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。

图3为根据本发明示例性实施例的图2所示的燃烧器模块以及HP压缩机和HP压缩机的一部分的侧正视图。